JPH0577139B2 - - Google Patents
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- JPH0577139B2 JPH0577139B2 JP8692149A JP9214986A JPH0577139B2 JP H0577139 B2 JPH0577139 B2 JP H0577139B2 JP 8692149 A JP8692149 A JP 8692149A JP 9214986 A JP9214986 A JP 9214986A JP H0577139 B2 JPH0577139 B2 JP H0577139B2
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Classifications
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H01J2229/0733—Aperture plate characterised by the material
Landscapes
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はシヤドウマスクを具備するカラーブラ
ウン管に関するものである。
〔従来の技術〕
カラーブラウン管のシヤドウマスクは規則正し
く配列された微細孔を多数有するが、この微細孔
を通過する電子ビームは全体の約1/3以下であり、
残りの電子ビームはシヤドウマスクに射突するた
め、シヤドウマスクが加熱され、熱膨張を生じて
色純度を劣化させてしまうという問題があつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このため、シヤドウマスクを有するカラーブラ
ウン管では、熱膨張に起因するビーム移動量の抑
制が必要とされ、その手段としてシヤドウマスク
自体の構造、シヤドウマスクとマスクサポートと
の組立体構造の改善、さらにはシヤドウマスク用
材料の検討などが行われているが、いまだ問題の
解決に至つていない。
特にシヤドウマスク用材料としては、従来一般
には軟綱が素材として使用されているが、軟綱は
プレス成形性は良好であるが、熱膨張係数が約12
×10-6／℃と大きく、電子ビームの照射により加
熱され熱膨張を生じて色純度を劣化させてしまう
という問題があつた。また熱膨張による変形を防
止するため、熱膨張係数の小さいFe−Ni系のイ
ンパー（登録商標）合金の使用が提案されてお
り、近時例えば特開昭59−59861号公報によつて
もそれらが開示されている。
しかしこれらのFe−Ni合金を素材とするシヤ
ドウマスクは熱膨張係数は小さいが機械的強度が
十分でなくシヤドウマスク製造およびカラーブラ
ウン管製造中のマスクの取扱い時や使用時にマス
ク変形を生じ色純度の劣化が問題とされている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記の問題点を解決するもので、重量
％で30〜50％のNi、析出強化添加元素としてAl，
Ti，Nb，Ta，Zrの１種もしくは複数種、また
はさらに10％以下のMo，10％以下のＷの１種ま
たは２種を含み、残部不可避不純物およびFeか
らなり、かつ析出強化処理後の析出強化相が
NixXy（但しＸはAl，Ti，Nb，Ta，Zrから選ば
れる一種もしくは複数の元素、ｘは２〜４，ｙは
0.5〜1.5）であり、該析出強化処理後のビツカー
かたさが185を越え、しかも20℃〜100℃の平均熱
膨張係数が６×10-6／℃以下である析出強化型合
金からなるシヤドウマスクを具備したことを特徴
とするカラーブラウン管、ならびに重量％で30〜
50％のNi，析出強化添加元素として、Al，Ti，
Nb，Ta，Zrの１種もしくは複数種、0.3％未満
のCrまたはさらに10％以下のMo，10％以下のＷ
の１種または２種を含み、残部不可避不純物およ
びFeからなり、かつ析出強化処理後の析出強化
相がNixXy（但しＸはAl，Ti，Nb，Ta，Zrから
選ばれる一種もしくは複数の元素、ｘは２〜４、
ｙは0.5〜1.5）であり、しかも20℃〜100℃の平
均熱膨張係数が６×10-6／℃以下である析出強化
型Fe−Ni系合金からなるシヤドウマスクを具備
したことを特徴とするカラーブラウン管を提供す
るものである。
なお、本発明のカラーブラウン管に用いられる
合金の製造に際しSiとMnは脱酸剤として少量用
いられる。
〔作用〕
本発明は、Fe−Niを主成分とし、これにさら
に添加元素を含む合金で、かつ析出強化処理後の
析出強化相がNixXy（但しＸ：Al，Ti，Nb，
Ta，Zr，等の一種もしくは複数の元素、ｘ：２
〜４，ｙ：0.5〜1.5）であり、しかも20℃〜100
℃の平均熱膨張係数が６×10-6／℃以下である析
出強化型Fe−Ni系合金からなるもので、析出強
化することにより、プレス成形性、低膨張係数及
び機械的強度を所望のものとすることができる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明になるカラーブラウン管の一
実施例を示す一部切欠断面図で、図において１は
バルブ、２は電子銃、３は浅皿状のシヤドウマス
クで、このシヤドウマスク３は後述するような組
成の析出強化型インバー系合金から構成されてい
る。４は蛍光面、５はマスクサポートで、このマ
スクサポート５で前記シヤドウマスク３を保持し
ている。６は複数個の支持体、７はバルブ１に植
設されたパネルピンで前記支持体の自由端がこれ
と係合する構造である。また第２図は第１図の要
部拡大図、第３図は第１図の蛍光面４側からみた
一部切欠平面図である。第２図及び第３図におい
て、シヤドウマスク３はそのスカート部３ａをマ
スクサポート５の縦フランジ５ａの外側面５a1に
溶接等により固定しており、また支持体６もその
一端を外側面５a1に固定し、自由端はパネルピン
７に係合する構成となつている。また３ｂはマス
ク孔である。さらに、シヤドウマスク３は一点鎖
線で示すように、マスクサポート５の内側面５a2
に固定してもよい。５ｂはマスクサポート５の横
フランジで管軸（図示せず）方向へ延在してい
る。
次に、第４図は本発明のカラーブラウン管の他
の実施例を示す要部断面図で、この実施例では前
述したと同様な析出強化型Fe−Ni系合金からな
るシヤドウマスク１３を有し、このシヤドウマス
ク１３はマスクサポート１５の縦フランジ１５ａ
に直接固定せず両者が間隔ｌを有して中間部材１
８を介して固定している。この固定方法によれば
マスクサポート１５とシヤドウマスク１３とが例
え熱膨張係数の異なる材料で構成されていても、
マスクサポート１５によつてシヤドウマスク１３
が変形を受けることを軽減できる。
また、第５図は本発明のカラーブラウン管のさ
らに他の実施例を示す要部断面図で、この実施例
では前述と同様な析出強化型Fe−Ni系合金から
なるシヤドウマスク２３のスカート部２３ａの開
放端側に突起２３a1を複数個設け、この突起２３
a1によつてシヤドウマスク２３をマスクサポート
（図示せず）に固定したものである。このような
構造によれば、前述したようなマスク変形を同様
に防止できる。
また、第６図は本発明のカラーブラウン管のさ
らに他の実施例を示す要部断面図で、この実施例
では前述と同様なFe−Ni系合金材からなるシヤ
ドウマスク３３のスカート部３３ａに開放端側か
ら切込み３３a1を設け、切込み３３a1にはさまれ
た舌片３３a2部分で図示しないマスクサポートと
固定したものである。このような構造によればシ
ヤドウマスクとマスクサポートとが同一材料でも
マスク変形を防止できる。さらにまた、シヤドウ
マスクのスカート部から有孔面の周縁の無孔領域
にかけて例えば実公昭55−52610号公報に示すよ
うな機械的強度の調整可能な構成とすることも可
能である。
次に、前述したような本発明のカラーブラウン
管のシヤドウマスクに使用する材料について説明
する。なお、説明の便宜上シヤドウマスクの製造
からカラーブラウン管完成迄の製造工程を簡単に
説明する。
まず、シヤドウマスクは原板に多数のマスク孔
をエツチングによつて穿設する。この場合原板の
性状がマスク孔の形状、寸法の均一性、作業性等
に大きな影響を与える。次に、多数のマスク孔を
有するマスク原板をプレス成形するが、プレスに
先立ち高温熱処理と必要であればレベラかけを行
いプレス性を向上させる。換言すればマスク原板
の0.2％耐力をプレスに適合する程度に低下させ
る。この高温熱処理は通常約800℃程度もしくは
それより高い温度で行う。次に、成形されたシヤ
ドウマスクを洗浄した後、黒化処理を行う。この
処理によりシヤドウマスク表面に酸化膜が生成さ
れ防錆が可能となる。次にシヤドウマスクをマス
クサポートと固定し、さらに必要な数の支持体を
マスクサポートに固定することによりシヤドウマ
スク組立体を形成する。
一方、パネル内面に蛍光体と感光性結合剤等を
含む薄膜を形成したのち、前記シヤドウマスク組
立体をパネル内に仮装着し、前記薄膜を光源から
の光でこのシヤドウマスクを介して露光したの
ち、シヤドウマスク組立体を取外し、パネル内面
を現像して所望の配列からなる蛍光体ドツト（ス
トライプ）をパネル内面に形成する。この塗布−
露光−現像工程は蛍光体の各色毎に行われ、さら
に必要であればブラツクマトリツクスの形成も行
われる。続いて必要な蛍光体配列、更に要すれば
ブラツクマトリツクス膜を備えた蛍光膜上にメタ
ルバツク層を被着する。このメタルバツク層は一
般にはアルミニウムの蒸着膜が用いられる。メタ
ルバツクが終了したパネル部はパネルベークと呼
称される熱処理（温度約350〜450℃）を施し、続
いてパネル部内に前記露光で使用したシヤドウマ
スク組立体を装着した状態でネツク部を有するフ
アンネル部を組合わせて両者間をフリツトガラス
を介して封緘する。続いてネツク部内に電子銃を
挿入したのち封止を行い、排気（温度300〜400
℃）を行つてカラーブラウン管を製造する。
カラーブラウン管は、前述から明らかなように
シヤドウマスクを蛍光面露光時のマスクとして使
用し、かつ完成球においては同じシヤドウマスク
を電子ビーム選択手段として用いることから、露
光時と完成球におけるマスク孔の位置は常に不変
であることが最低条件となる。またこのため、製
造工程中に変形が生じないことは勿論のこと、カ
ラーブラウン管の動作中においても熱変形しない
ことが要求されており、シヤドウマスクの強度確
保は極めて重要である。また、蛍光面の精細度の
高い例えば端末用カラーブラウン管では、ドツト
ピツチが小さいため、ドーミングによるビーム移
動量は特に問題となる。
このような観点から本発明のシヤドウマスクに
使用する材料は次の条件を満足するものである。
すなわち、(1)熱膨張係数は従来のシヤドウマスク
材である軟綱板の約半分の６×10-6／℃以下であ
り、(2)プレス成型時は従来のインバー合金製シヤ
ドウマスクと同等以上の加工性をもち、(3)しかも
使用時のシヤドウマスク強度は従来のインバー合
金製シヤドウマスクより飛躍的に改善するという
三つの条件を同時に満足するものである。これら
の条件を満足する思想は前述した公開公報及び従
来技術には開示されていない。
従つて、これら三つの条件を同時に満足する材
料としては、本発明者等の長年に亘る実験、研究
の結果、インバー合金またはスーパーインバー合
金として知られる低膨張合金を析出強化型に改善
することによつて達成できることが明らかとな
り、特にシヤドウマスクのプレス成形前の高温熱
処理で軟化し、しかもプレス成形後に行われる熱
処理、例えば前述した黒化処理あるいはスタビラ
ズ処理等の低温熱処理で析出強化し、かつそれ以
降のカラーブラウン管の製造工程、さらにはカラ
ーブラウン管の使用時の雰囲気温度などによつて
強度劣化が生じないものである。
本発明のカラーブラウン管に用いるシヤドウマ
スクは、Fe−Niを主成分（これらの合計が80重
量％以上）とし、Al，Ti，Nb，Ta，Zr，Co，
Si，Ｗ，Moの１種もしくは複数の添加元素を含
む合金で（但し本発明のうちの第２発明は0.3％
未満のCrを含む）、かつ析出強化処理後NixXy
（但しＸはAl，Ti，Nb，Ta，Zrから選ばれる１
種もしくは複数の元素、ｘは２〜4yは0.5〜1.5）
の析出強化相を形成させたものである。上記析出
強化相はインバーまたはスーパーインバーの基地
のオーステナイト相と整合性が高いので、容易に
析出が生じ、また析出強化の度合も大きい。そこ
で、インバーまたはスーパーインバーの組成に上
記析出強化相の組成を組み合わせることによつ
て、20℃〜100℃の平均熱膨張係数が６×10-6／
℃以下望ましくは４×10-6／℃以下で、かつ機械
的強度を飛躍的に改善したものである。
本発明のカラーブラウン管に用いるシヤドウマ
スク材料において各合金元素は下記の作用を有す
る。
NiはFeとともに基地組成を形成し、その含有
量が重量％（以下同じ）で30〜50％、望ましくは
35〜45％において合金の熱膨張係数を最小にする
作用がある。
Ti，Al，Nb，TaおよびZrはいずれもNiの一部
と結合し、Ni3Ｘを基本型とする
NixXy型の金属間化合物を析出させ、合金の強
度を高める作用がある。これらの元素のうち析出
強化作用の顕著なものはTiであり、本発明のカ
ラーブラウン管に用いるシヤドウマスク用の合金
はTiを１％以上含むことが望ましいが、Tiの量
が５％を越えると熱膨張係数が大きくなり合金の
加工性が劣化するので好ましくない。Al，Nb，
TaおよびZrはそれぞれ単独またはTiの一部を代
替して合金を析出強化する作用があるので適当量
添加することができるが、４％を越えるAl，10
％を越えるNbあるいはTa，１％を越えるZrは合
金の加工性を劣化させるので好ましくない。
Cr，Mo，およびＷは本発明のカラーブラウン管
に用いるシヤドウマスク材料においてTi，Al，
Nb，Ta，Zr等の析出強化元素の固溶度を低め、
NixXy型金属間化合物の析出を促進させる作用
があるので、若干量添加できるが、いずれも10％
を越えると合金の熱膨張係数を高めるので好まし
くない。特にCrは固溶化処理状態の耐力を低め、
プレス成形性を改善するのに効果を奏する。しか
し、Crはインバー合金のエツチング速度を低下
させるので無添加または添加しても0.3％未満と
する。
Si，Mnは脱酸剤としての作用があり、さらに
Mnは脱硫剤としての作用もあるので、本発明に
係わる材料を製造する際に若干量添加することが
できる。しかし１％以上のSi，0.3％以上のMnは
合金の熱膨張係数を高めるので好ましくない。ま
たCrを添加する場合には、Mn＋Crの量を0.3％
未満とする。
Niを除くこれらの合金元素（Ti，Al，Nb，
Ta，Zr，Cr，Mo，Ｗ，Si，Mn）は総量が10％
を越えると合金の熱膨張係数を高めるので好まし
くない。
Coは10％以下の範囲で等量のNiを置換するこ
とにより合金の熱膨張係数を下げる作用がある。
しかし10％をこえるCoは熱膨張係数を下げる作
用がないばかりでなく、合金の価格を過度に高め
るので好ましくない。
第１表に組成例と析出強化処理後の特性を示
す。いずれの例でも比較用のインバー合金２２に
比べて0.2％耐力およびかたさが格段に高く、ま
た平均熱膨張係数は軟綱２３に比べて格段に小さ
い。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a color cathode ray tube equipped with a shadow mask. [Prior Art] The shadow mask of a color cathode ray tube has many regularly arranged fine holes, but less than about one-third of the electron beam passes through these fine holes.
Since the remaining electron beams impinge on the shadow mask, there is a problem in that the shadow mask is heated, causing thermal expansion and deteriorating color purity. [Problems to be Solved by the Invention] Therefore, in a color cathode ray tube having a shadow mask, it is necessary to suppress the amount of beam movement caused by thermal expansion. Efforts have been made to improve the three-dimensional structure and to study materials for shadow masks, but the problem has not yet been resolved. In particular, soft steel has been commonly used as a material for shadow masks.Although soft steel has good press formability, its coefficient of thermal expansion is approximately 12.
×10 -6 /°C, which caused a problem in that it was heated by electron beam irradiation, causing thermal expansion and deteriorating color purity. In addition, in order to prevent deformation due to thermal expansion, the use of Fe-Ni-based Imper (registered trademark) alloy, which has a small coefficient of thermal expansion, has been proposed, and recently, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-59861 has also proposed the use of such alloys. is disclosed. However, although these Fe-Ni alloy-based shadow masks have a small coefficient of thermal expansion, they do not have sufficient mechanical strength, resulting in mask deformation and deterioration of color purity during handling and use during shadow mask manufacturing and color cathode ray tube manufacturing. It is considered a problem. [Means for Solving the Problems] The present invention solves the above-mentioned problems by adding 30 to 50% Ni by weight, Al as precipitation strengthening additive elements,
Contains one or more of Ti, Nb, Ta, and Zr, or further contains one or two of 10% or less Mo, 10% or less W, and the remainder consists of unavoidable impurities and Fe, and after precipitation strengthening treatment. The precipitation strengthening phase
NixXy (X is one or more elements selected from Al, Ti, Nb, Ta, Zr, x is 2 to 4, y is
0.5 to 1.5), the Bitker hardness after the precipitation strengthening treatment exceeds 185, and the average coefficient of thermal expansion from 20°C to 100°C is 6 × 10 -6 /°C or less. A color cathode ray tube characterized by having a weight percentage of 30~
50% Ni, precipitation strengthening additive elements Al, Ti,
One or more of Nb, Ta, Zr, less than 0.3% Cr or furthermore, less than 10% Mo, 10% or less W
The remainder consists of unavoidable impurities and Fe, and the precipitation strengthening phase after precipitation strengthening treatment is NixXy (where X is one or more elements selected from Al, Ti, Nb, Ta, Zr, x is 2 to 4,
y is 0.5 to 1.5) and has a shadow mask made of a precipitation-strengthened Fe-Ni alloy whose average coefficient of thermal expansion from 20°C to 100°C is 6×10 -6 /°C or less. It provides color cathode ray tubes. Incidentally, in manufacturing the alloy used in the color cathode ray tube of the present invention, a small amount of Si and Mn are used as deoxidizing agents. [Function] The present invention is an alloy mainly composed of Fe-Ni and further containing additional elements, and the precipitation strengthening phase after precipitation strengthening treatment is NixXy (where X: Al, Ti, Nb,
One or more elements such as Ta, Zr, etc. x: 2
~4, y: 0.5~1.5) and 20℃~100
It is made of a precipitation-strengthened Fe-Ni alloy with an average thermal expansion coefficient of 6 x 10 -6 /°C or less, and by precipitation strengthening, it achieves the desired press formability, low expansion coefficient, and mechanical strength. can be taken as a thing. [Example] Next, an example of the present invention will be described. FIG. 1 is a partially cutaway sectional view showing an embodiment of a color cathode ray tube according to the present invention. In the figure, 1 is a bulb, 2 is an electron gun, and 3 is a shallow dish-shaped shadow mask. This shadow mask 3 will be described later. It is composed of a precipitation-strengthened invar alloy with the following composition. 4 is a phosphor screen, 5 is a mask support, and this mask support 5 holds the shadow mask 3. Reference numeral 6 denotes a plurality of supports; 7, a panel pin implanted in the valve 1; the free ends of the supports engage with the panel pins; 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a partially cutaway plan view seen from the phosphor screen 4 side of FIG. 2 and 3, the shadow mask 3 has its skirt portion 3a fixed to the outer surface 5a1 of the vertical flange 5a of the mask support 5 by welding or the like, and the support 6 also has one end fixed to the outer surface 5a1. The free end is configured to engage with the panel pin 7. Further, 3b is a mask hole. Furthermore, the shadow mask 3 is attached to the inner surface 5a 2 of the mask support 5, as shown by the dashed line.
It may be fixed to 5b is a horizontal flange of the mask support 5 extending in the direction of the tube axis (not shown). Next, FIG. 4 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the color cathode ray tube of the present invention, and this embodiment has a shadow mask 13 made of a precipitation-strengthened Fe-Ni alloy similar to that described above. This shadow mask 13 is attached to the vertical flange 15a of the mask support 15.
The intermediate member 1 is not directly fixed to the
It is fixed via 8. According to this fixing method, even if the mask support 15 and the shadow mask 13 are made of materials with different coefficients of thermal expansion,
Shadow mask 13 by mask support 15
deformation can be reduced. Furthermore, FIG. 5 is a sectional view of a main part showing still another embodiment of the color cathode ray tube of the present invention. A plurality of protrusions 23a1 are provided on the open end side, and the protrusions 23a1 are provided on the open end side.
The shadow mask 23 is fixed to a mask support (not shown) by a1 . According to such a structure, mask deformation as described above can be similarly prevented. FIG. 6 is a sectional view of a main part showing still another embodiment of a color cathode ray tube according to the present invention. A notch 33a 1 is provided from the side, and the tongue piece 33a 2 sandwiched between the notch 33a 1 is fixed to a mask support (not shown). With such a structure, mask deformation can be prevented even when the shadow mask and the mask support are made of the same material. Furthermore, it is also possible to adopt a configuration in which the mechanical strength can be adjusted from the skirt portion of the shadow mask to the non-porous area around the perforated surface, as shown in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 55-52610. Next, the materials used for the shadow mask of the color cathode ray tube of the present invention as described above will be explained. For convenience of explanation, the manufacturing process from manufacturing the shadow mask to completing the color cathode ray tube will be briefly described. First, a shadow mask is made by etching a large number of mask holes in an original plate. In this case, the properties of the original plate have a great influence on the shape and size uniformity of the mask holes, workability, etc. Next, a mask original plate having a large number of mask holes is press-molded. Prior to pressing, high-temperature heat treatment and, if necessary, leveling are performed to improve pressability. In other words, the 0.2% yield strength of the mask original plate is lowered to the extent that it is compatible with the press. This high temperature heat treatment is usually performed at a temperature of about 800°C or higher. Next, after cleaning the molded shadow mask, a blackening treatment is performed. This treatment generates an oxide film on the surface of the shadow mask, making it possible to prevent rust. Next, a shadow mask assembly is formed by fixing the shadow mask to the mask support and further fixing the required number of supports to the mask support. On the other hand, after forming a thin film containing a phosphor, a photosensitive binder, etc. on the inner surface of the panel, the shadow mask assembly is temporarily attached inside the panel, and the thin film is exposed to light from a light source through the shadow mask. The shadow mask assembly is removed and the inner surface of the panel is developed to form phosphor dots (stripes) in a desired arrangement on the inner surface of the panel. This application-
Exposure and development steps are performed for each color of phosphor, and if necessary, a black matrix is also formed. Subsequently, a metal backing layer is deposited on the phosphor film provided with the necessary phosphor arrangement and, if necessary, a black matrix film. This metal back layer is generally a vapor-deposited film of aluminum. After the metal backing has been completed, the panel section is subjected to a heat treatment called panel baking (temperature of approximately 350 to 450°C), and then a funnel section having a neck section is formed with the shadow mask assembly used in the exposure described above attached inside the panel section. Combine them and seal the space between them with fritted glass. Next, after inserting an electron gun into the net, sealing is performed and exhaust (temperature 300 to 400
°C) to manufacture color cathode ray tubes. As is clear from the above, color cathode ray tubes use a shadow mask as a mask during exposure to the phosphor screen, and in the completed bulb, the same shadow mask is used as an electron beam selection means, so the position of the mask hole during exposure and in the completed bulb is The minimum requirement is that it always remain unchanged. For this reason, it is required that not only no deformation occurs during the manufacturing process, but also no thermal deformation during the operation of the color cathode ray tube, and ensuring the strength of the shadow mask is extremely important. Furthermore, in color cathode ray tubes for terminals, for example, where the phosphor screen has a high definition, the dot pitch is small, so the amount of beam movement due to doming becomes a particular problem. From this point of view, the material used for the shadow mask of the present invention satisfies the following conditions.
In other words, (1) the coefficient of thermal expansion is less than 6×10 -6 /℃, which is about half that of soft steel plate, which is a conventional shadow mask material, and (2) the coefficient of thermal expansion during press molding is equal to or higher than that of conventional invar alloy shadow masks. It simultaneously satisfies three conditions: (3) the strength of the shadow mask during use is dramatically improved over conventional invar alloy shadow masks; An idea that satisfies these conditions is not disclosed in the above-mentioned publications and prior art. Therefore, as a material that satisfies these three conditions at the same time, as a result of many years of experiments and research by the present inventors, we have decided to improve the low expansion alloy known as Invar alloy or Super Invar alloy into a precipitation-strengthened type. In particular, it has become clear that it is possible to achieve this by softening the shadow mask by high-temperature heat treatment before press-forming, and precipitation-strengthening it by heat treatment performed after press-forming, such as low-temperature heat treatment such as the blackening treatment or stabilization treatment described above, and after that. The strength of the color cathode ray tube does not deteriorate due to the manufacturing process of the color cathode ray tube or the ambient temperature during use of the color cathode ray tube. The shadow mask used in the color cathode ray tube of the present invention is mainly composed of Fe-Ni (the total of these is 80% by weight or more), and contains Al, Ti, Nb, Ta, Zr, Co,
An alloy containing one or more additive elements of Si, W, and Mo (however, in the second invention of the present invention, 0.3%
(contains less than Cr), and after precipitation strengthening treatment NixXy
(However, X is 1 selected from Al, Ti, Nb, Ta, Zr
species or multiple elements, x is 2 to 4 y is 0.5 to 1.5)
A precipitation-strengthening phase is formed. Since the precipitation strengthening phase has high consistency with the austenite phase of the base of Invar or Super Invar, precipitation occurs easily and the degree of precipitation strengthening is also large. Therefore, by combining the composition of Invar or Super Invar with the composition of the precipitation strengthening phase described above, the average coefficient of thermal expansion from 20℃ to 100℃ can be increased to 6×10 -6 /
℃ or less, preferably 4×10 -6 /℃ or less, and has dramatically improved mechanical strength. In the shadow mask material used in the color cathode ray tube of the present invention, each alloying element has the following effects. Ni forms a base composition together with Fe, and its content is preferably 30 to 50% by weight (the same applies hereinafter).
It has the effect of minimizing the coefficient of thermal expansion of the alloy between 35 and 45%. Ti, Al, Nb, Ta, and Zr all combine with a portion of Ni to precipitate a NixXy type intermetallic compound whose basic type is Ni 3 X, which has the effect of increasing the strength of the alloy. Among these elements, Ti has a remarkable precipitation-strengthening effect, and it is desirable that the alloy for the shadow mask used in the color cathode ray tube of the present invention contains 1% or more of Ti, but if the amount of Ti exceeds 5%, heat This is not preferable because the expansion coefficient increases and the workability of the alloy deteriorates. Al, Nb,
Ta and Zr each have the effect of precipitation strengthening the alloy either alone or in place of a part of Ti, so they can be added in appropriate amounts;
Nb or Ta exceeding 1%, and Zr exceeding 1% are undesirable because they deteriorate the workability of the alloy. Cr, Mo, and W are Ti, Al, and W in the shadow mask material used in the color cathode ray tube of the present invention.
Lowering the solid solubility of precipitation strengthening elements such as Nb, Ta, and Zr,
It has the effect of promoting the precipitation of NixXy-type intermetallic compounds, so it can be added in small amounts, but in both cases 10%
Exceeding this is not preferable because it increases the coefficient of thermal expansion of the alloy. In particular, Cr lowers the yield strength in the solution treated state,
Effective in improving press formability. However, since Cr reduces the etching rate of the Invar alloy, it should not be added, or even if added, it should be less than 0.3%. Si and Mn act as deoxidizing agents, and
Since Mn also acts as a desulfurizing agent, it can be added in a small amount when producing the material related to the present invention. However, Si of 1% or more and Mn of 0.3% or more increase the coefficient of thermal expansion of the alloy, which is undesirable. In addition, when adding Cr, the amount of Mn + Cr is 0.3%.
less than These alloying elements except Ni (Ti, Al, Nb,
Ta, Zr, Cr, Mo, W, Si, Mn) total amount is 10%
Exceeding this is not preferable because it increases the coefficient of thermal expansion of the alloy. Co has the effect of lowering the coefficient of thermal expansion of the alloy by substituting an equal amount of Ni within a range of 10% or less.
However, Co exceeding 10% is not preferable because it not only has no effect of lowering the coefficient of thermal expansion, but also excessively increases the price of the alloy. Table 1 shows composition examples and properties after precipitation strengthening treatment. In each example, the 0.2% yield strength and hardness are much higher than that of Invar Alloy 22 for comparison, and the average coefficient of thermal expansion is much smaller than that of Soft Steel 23.
【表】【table】
【表】
次に具体例を説明する。
（具体例 １）
資料No.１〜６の組成で、板厚0.13mmの原板を用
い、0.40mmピツチ、孔径0.090mmの孔あきシヤド
ウマスク原板をエツチングにより製造したのち、
1000℃で１時間、窒素と水素の混合ガス雰囲気中
で溶体化処理を兼ねた焼鈍を行い孔あきシヤドウ
マスク原板を製造する。ついでこの原板をプレス
成形して１５″用シヤドウマスクを各３個合計18
個形成した。これらのシヤドウマスクを650℃で
0.5時間析出強化処理をかねた黒化処理後、本願
第４図に示すようなシヤドウマスク組立体を形成
した。この場合、中間部材としては0.15mm×30mm
×18mmのステンレス板を長辺では２枚／辺、短辺
では１枚／辺として使用し、またマスクサポート
は1.6mm厚の軟綱材を使用し、ｌ＝０として両者
を固定した。
このような工程を経て形成されたシヤドウマス
ク組立体を使用して公知の方法でカラーブラウン
管を製造したのち、このカラーブラウン管をパネ
ルの外面を上向きとして木箱内に固定し、これを
高さ30cmの位置から落下させシヤドウマスク強度
を試験した。その結果、本具体例１になるカラー
ブラウン管では、次の仕様からなる従来のカラー
ブラウン管と比較した結果、シヤドウマスクの変
形はおこらなかつた。[Table] Next, a specific example will be explained. (Specific Example 1) After manufacturing a perforated shadow mask original plate with a pitch of 0.40mm and a hole diameter of 0.090mm by etching using an original plate with a thickness of 0.13mm having the composition of Document Nos. 1 to 6,
Annealing, which also serves as solution treatment, is performed at 1000°C for 1 hour in a mixed gas atmosphere of nitrogen and hydrogen to produce a perforated shadow mask original plate. Next, press mold this original plate and make 3 each of 15" shadow masks for a total of 18
Individually formed. These shadow masks at 650℃
After a blackening treatment which also served as a precipitation strengthening treatment for 0.5 hours, a shadow mask assembly as shown in FIG. 4 of the present application was formed. In this case, the intermediate member is 0.15mm x 30mm
×18 mm stainless steel plates were used at two plates/side for the long side and one plate/side for the short side, and a 1.6 mm thick soft rope material was used for the mask support, and both were fixed with l=0. After manufacturing a color cathode ray tube by a known method using the shadow mask assembly formed through these steps, the color cathode ray tube was fixed in a wooden box with the outer surface of the panel facing upward. The strength of the shadow mask was tested by dropping it from a certain position. As a result, in the color cathode ray tube of this specific example 1, no deformation of the shadow mask occurred when compared with a conventional color cathode ray tube having the following specifications.
以上のように本発明はプレス成形前後で強度を
制御できるシヤドウマスクを使用することを特徴
とするブラウン管を提供するものであり、カラー
ブラウン管の製造工程、さらにカラーブラウン管
の使用時のシヤドウマスクの強度が高く、変形を
防止できると共に熱膨張も小さい為、ドーミング
によるビーム移動量が少ないので色純度の向上が
はかれ、さらには精細な表示を可能にすることが
できる。
As described above, the present invention provides a cathode ray tube characterized by using a shadow mask whose strength can be controlled before and after press molding. Since deformation can be prevented and thermal expansion is small, the amount of beam movement due to doming is small, so color purity can be improved and furthermore, fine display can be made possible.
第１図ないし第６図は本発明のカラーブラウン
管の実施例を示す要部断面図及び平面図、第７図
はドリフト特性を示す図である。
１……バルブ、２……電子銃、３，１３，２
３，３３……シヤドウマスク、４……蛍光面、
５，１５……マスクサポート、６……支持体。
1 to 6 are sectional views and plan views of essential parts showing embodiments of the color cathode ray tube of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing drift characteristics. 1...Valve, 2...Electron gun, 3,13,2
3,33...shadow mask, 4...fluorescent screen,
5, 15...mask support, 6... support body.
Claims (1)
としてAl，Ti，Nb，Ta，Zrの１種もしくは複
数種、またはさらに10％以下のMo，10％以下の
Ｗの１種または２種を含み、残部不可避不純物お
よびFeからなり、かつ析出強化処理後の析出強
化相がNixXy（但しＸはAl，Ti，Nb，Ta，Zrか
ら選ばれる一種もしくは複数の元素、ｘは２〜
４、ｙは0.5〜1.5）であり、該析出強化処理後の
ビツカースかたさが185を越え、しかも20℃〜100
℃の平均熱膨張係数が６×10-6／℃以下である析
出強化型合金からなるシヤドウマスクを具備した
ことを特徴とするカラーブラウン管。 ２ 重量％で析出強化添加元素として１〜５％の
Tiを含み、さらに4.0％以下のAl，10％以下の
Nb，１％以下のZr，10％以下のMo，10％以下
のＷ，10％以下のTaのうちの１種または２種以
上を合計で10％以下含むシヤドウマスクを具備し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
カラーブラウン管。 ３ Niのうち10％以下を等量のCoで置換した特
許請求の範囲第１項記載のカラーブラウン管。 ４ 重量％で30〜50％のNi、析出強化添加元素
としてAl，Ti，Nb，Ta，Zrの１種もしくは複
数種、0.3％未満のCr、またはさらに10％以下の
Mo，10％以下のＷの１種または２種を含み、残
部不可避不純物およびFeからなり、かつ析出強
化処理後の析出強化相がNixXy（但しＸはAl，
Ti，Nb，Ta，Zrから選ばれる一種もしくは複
数の元素、ｘは２〜４，ｙは0.5〜1.5）であり、
しかも20℃〜100℃の平均熱膨張係数が６×
10-6／℃以下である析出強化型Fe−Ni系合金か
らなるシヤドウマスクを具備したことを特徴とす
るカラーブラウン管。 ５ 析出強化処理後のかたさが、ビツカースかた
さで180以上であるシヤドウマスクを具備したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のカラ
ーブラウン管。 ６ 重量％で析出強化添加元素として１〜５％の
Tiを含み、さらに4.0％以下のAl，10％以下の
Nb，１％以下のZr，10％以下のMo，10％以下
のＷ，10％以下のTaのうち１種または２種以上
を合計で10％以下含むシヤドウマスクを具備した
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のカ
ラーブラウン管。 ７ Niのうち10％以下を等量のCoで置換した特
許請求の範囲第４項記載のカラーブラウン管。[Claims] 1 30 to 50% Ni by weight, one or more of Al, Ti, Nb, Ta, and Zr as precipitation strengthening additive elements, or furthermore 10% or less Mo, 10% or less The precipitation strengthening phase after precipitation strengthening treatment is NixXy (where X is one or more elements selected from Al, Ti, Nb, Ta, and Zr). , x is 2~
4, y is 0.5 to 1.5), the Bitkers hardness after the precipitation strengthening treatment exceeds 185, and
A color cathode ray tube comprising a shadow mask made of a precipitation-strengthened alloy having an average thermal expansion coefficient of 6×10 -6 /°C or less. 2% by weight and 1 to 5% as precipitation strengthening additive elements.
Contains Ti, furthermore 4.0% or less Al, 10% or less
It is characterized by comprising a shadow mask containing a total of 10% or less of one or more of Nb, 1% or less of Zr, 10% or less of Mo, 10% or less of W, and 10% or less of Ta. A color cathode ray tube according to claim 1. 3. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein 10% or less of Ni is replaced with an equal amount of Co. 4 30 to 50% Ni by weight, one or more of Al, Ti, Nb, Ta, and Zr as precipitation strengthening additive elements, less than 0.3% Cr, or even less than 10%
Contains one or two types of Mo, 10% or less of W, and the remainder consists of unavoidable impurities and Fe, and the precipitation strengthening phase after precipitation strengthening treatment is NixXy (where X is Al,
One or more elements selected from Ti, Nb, Ta, and Zr, x is 2 to 4, y is 0.5 to 1.5),
Moreover, the average coefficient of thermal expansion from 20℃ to 100℃ is 6×
A color cathode ray tube comprising a shadow mask made of a precipitation-strengthened Fe-Ni alloy having a temperature of 10 -6 /℃ or less. 5. The color cathode ray tube according to claim 4, further comprising a shadow mask having a hardness of 180 or more in terms of Bitker's hardness after precipitation strengthening treatment. 6% by weight and 1 to 5% as precipitation strengthening additive elements.
Contains Ti, furthermore 4.0% or less Al, 10% or less
A patent characterized in that the shadow mask is equipped with a shadow mask containing a total of 10% or less of one or more of Nb, 1% or less Zr, 10% or less Mo, 10% or less W, and 10% or less Ta. A color cathode ray tube according to claim 4. 7. The color cathode ray tube according to claim 4, wherein 10% or less of Ni is replaced with an equal amount of Co.
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